| 研究課題/領域番号 |
21H01221
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| 研究機関 | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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研究代表者 |
山田 浩之 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (80582907)
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| 研究分担者 |
洞出 光洋 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (30583116)
小笠原 永久 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 教授 (60262408)
樋口 理宏 金沢大学, フロンティア工学系, 准教授 (50455185)
坂井 建宣 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (10516222)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | インデンテーション試験 / ひずみ速度依存性 / 温度依存性 / ひずみゲージ / 高密度ポリエチレン / 分子動力学 / 有限要素解析 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，変形レイヤーのワンパス横断によりミクロからマクロの力学特性を連続的に評価できる「マルチレイヤーインデンテーション法」を開発し，ミクロとマクロを繋ぐことで真のマルチスケール材料力学の学理基盤を作ることを目的としている。
最終年度で，高速インデンテーション試験装置の開発が完了した。これにより，X線分析環境などでその場観察が可能となり，ひずみ速度の影響を考慮したミクロな変形機構とマクロな強度物性を連結することが可能となった。これは，マルチレイヤーインデンテーション法の基盤となる。
昨年度から引き続き，衝撃インデンテーション試験装置に必要なMEME半導体ひずみゲージのデザインおよび設計を行なった。陽解法有限要素解析を用いて，応力波を考慮したMEME半導体ひずみゲージの形状デザインは完了したが，作製プロセスが非常に難しく，試作品の作製が限界であった。
ナノインデンテーション解析を分子動力学シミュレーションにより行った。インデンターの直下の応力分布より，インデンターと材料の界面に応力集中が起きるのではなく，界面より材料側において応力集中が発生していることが明らかになった。
試験対象とした高密度ポリエチレン（HDPE）については，引張試験を行い，温度・ひずみ速度依存性を確認し，その傾向が圧縮試験をほぼ同様であることを示した。HDPEの材料強度の異方性を理解した上で，メカニズムの検討の下地ができた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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